보고서 정보
주관연구기관 |
국립원예특작과학원 National Institute of Horticultural and Herbal Science |
보고서유형 | 최종보고서 |
발행국가 | 대한민국 |
언어 |
한국어
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발행년월 | 2015-03 |
과제시작연도 |
2014 |
주관부처 |
농촌진흥청 Rural Development Administration(RDA) |
등록번호 |
TRKO201500010708 |
과제고유번호 |
1395035873 |
사업명 |
차세대바이오그린21 |
DB 구축일자 |
2015-07-11
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DOI |
https://doi.org/10.23000/TRKO201500010708 |
초록
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본 과제에서는 수경재배 인삼의 화장품 소재 용도별 고품질 청정생산 기술을 확립하고, 재배된 수경재배 인삼의 지상부로부터 활성 물질의 분리 동정 및 지표 성분의 표준화연구를 진행하여 추출물 및 관련물질의 피부활성 연구와 화장품 소재로서의 가치를 찾고자 하였다. 첫 번째로, 유리온실의 상․하단 베드에서 ‘천풍’, ‘연풍’, ‘금풍’, 및 ‘재래종’ 인삼을 재배하면서 조사한 생육은 초장은 정식 후 생육일수, 베드의 위치에 따른 차이를 나타내지 않았지만, 소엽수의 경우 생육일수에 따른 차이는 없었고, 정식 후 120일 경과 시 ‘천풍’ 품
본 과제에서는 수경재배 인삼의 화장품 소재 용도별 고품질 청정생산 기술을 확립하고, 재배된 수경재배 인삼의 지상부로부터 활성 물질의 분리 동정 및 지표 성분의 표준화연구를 진행하여 추출물 및 관련물질의 피부활성 연구와 화장품 소재로서의 가치를 찾고자 하였다. 첫 번째로, 유리온실의 상․하단 베드에서 ‘천풍’, ‘연풍’, ‘금풍’, 및 ‘재래종’ 인삼을 재배하면서 조사한 생육은 초장은 정식 후 생육일수, 베드의 위치에 따른 차이를 나타내지 않았지만, 소엽수의 경우 생육일수에 따른 차이는 없었고, 정식 후 120일 경과 시 ‘천풍’ 품종은 하단베드에서 증가하였다. 활성 지표성분이 급격하게 증가하는 정식 후 90일의 엽면적은 가장 넓었고, 상단 베드가 하단 베드보다 증가하였으며, 상단 베드에서 재배한 ‘연풍’의 경우 153.7㎠로 ‘천풍’의 71.4cm2보다 무려 2.2배나 더 넓었다. 식물체 전체의 생체중(전중)은 각각 증가하여 생육 후기인 90일에 서 120일 사이에 급격히 증가하였다. 수경재배 시 정식 후 경과일수 에 따른 뿌리의 ginsenoside 함량은 정식 후 30일에 가장 많았고 Rg1을 제외한 경우 60~90일 사이에 적어졌다가 120일에 다시 증가하였다. 생육일수에 따른 경엽의 총 ginsenoside 함량은 뿌리와 같이 120일에 가장 많았다. 지금까지 인삼 잎의 ginsenoside는 뿌리에서 분석한 10종뿐이었는데 본 연구에서는 경엽에서 ginsenoside F group 중 F1, F2, F3, F5 등 4종을 추가적으로 분석하였고 각각의 함량을 보면 150일에 F1 0.523%, 120일에 F22.534%, F3 1.023%, F5 0.826%로 가장 많았다. 결국 경엽의 경우 ginsenoside F1을 제외한 모든 ginsenoside는 150일에 함량이 감소하는 것으로 나타나 120일 전후가 이용하기에 적합할 것으로 판단되었다.
수경재배인삼 지상부 건조분말 및 생체를 90 % 및 80 % MeOH로 추출하여 얻어진 추출물에 대하여 용매의 극성에 따라 EtOAc, n-BuOH 및 H2O로 순차 분획하고 각 분획을 감압 농축하여 3개의 분획을 얻었다. EtOAc & n-BuOH 분획으로부터 silicagel, ODS, Sephadex column chromatography를 반복 실시하여 수종의 화합물을 분리하였다. 그 중 순도가 높은 화합물을 NMR, IR, FABMS 및 GC/MS spectrum을 통해 ginsenoside F2, ginsenoside Rh6, ginsenoside F3, ginsenoside F5, ginsenoside Rc, ginsenoside Re, ginsenoside Rd, ginsenoside Rb2, ginsenoside Rh1와 4종의 glycosyl glycerides 화합물 및 3종의 megastigmane sesquiterpene 화합물, icariside B6, byzantinosides A, icariside B2로 구조 동정 하였다.
수경재배 인삼 지상부(잎, 줄기)의 피부활성을 연구에서는 수경재배 인삼 지상부 추출물을 이용하여 피부탄력, 피부재생 및 항산화 효능을 평가하였다. 그 결과 피부탄력을 나타내는 지표로 콜라겐과 피브릴린의 생합성량이 각각 94%, 176% 증가되었고 피부재생을 타나내는 세포 재생이 약 45% 증가되었다. 또한 자외선에 의해 생성된 활성산소를 약 35% 까지 저해시키는 것을 확인하였다. 추가로 수경재배 인삼 지상부(잎, 줄기) 내 존재하는 사포닌계 단일 화합물들을 이용하여 미백, 항노화, 보습 효능을 평가하였고 각 실험에서 유의한 결과를 확인할 수 있었다. 마지막으로 수경재배 인삼 지상부(잎, 줄기) 내 존재하는 비 사포닌계 단일 화합물들을 이용하여 미백 효능을 평가하였으나 유의적인 효능을 나타내는 물질은 발견되지 않았다.
Abstract
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This study was conducted to find out the optimum variety, cultivation method, height of growing bed to increase in the biomass and ginsenoside content of ginseng (Panax ginseng C.A. Meyer) in soilless culture. Four ginseng varieties (‘Cheonpoong’, ‘Yeonpoong’, ‘Geumpoong’, and ‘native ginseng’) were
This study was conducted to find out the optimum variety, cultivation method, height of growing bed to increase in the biomass and ginsenoside content of ginseng (Panax ginseng C.A. Meyer) in soilless culture. Four ginseng varieties (‘Cheonpoong’, ‘Yeonpoong’, ‘Geumpoong’, and ‘native ginseng’) were cultivated during 150 days in the greenhouse and plant factory was illuminated by light emitted diode (LED). The rate of red and blue light sources in LED was composed of 4 to 1, and the day-length and air temperature were controlled 12 hours and 20℃ in the plant factory, respectively. ‘Yeonpoong’ was selected optimum variety due to the fresh weight was heavier than those in three other varieties in spite of showed low content of ginsenoside than that in ‘Cheonpoong’ variety.
Ginsenoside content of every ginseng variety was continuously increased until 120 days after transplanting in the plant factory was illuminated by LED, upper and lower growing bed in the greenhouse, but it was decreased in 150 days after transplanting. Fresh weight and ginsenoside content of ginseng were heavier and higher in the upper growing bed than that in lower bed. It suggested that the ginsenoside content was closely related to light intensity. Because light intensity in the upper growing bed was higher about 30% than that in lower bed. Ginsenoside F1, F2, F3 and F5 were detected for the first time in the soilless cultured ginseng those are known to have “anti-inflammatory and anti-aging of the skin” effects.
Even though growing substrate was reduced by 50%, there is no different fresh weight of whole plant and ginsenoside content in ‘native ginseng’ variety. Rhizoctonia solani and Phythium ultimum were effectively controlled in case of add to organic material (Arcadian) containing sea weed extract in nutrient solution. Miss-planted rate of ginseng by treatment of sea weed extract was remarkably decreased in greenhouse and in LED plant factory, respectively.
Nine major and minor ginsenoside, four glycerides, and three megastigmane sesquiterpenes were isolated from the aerial parts of hydroponic Panax ginseng through repeated silica gel and ODS column chromatographies and identified on the basis of nuclear magnetic resonance (NMR), infrared (IR), fast atom bombardment mass spectrometry (FAB/MS), and gas chromatography mass spectrometry (GC/MS) data. In this assignment, efficacies of leaves and stems of hydroponic ginseng on skin were studied. First of all, skin elasticity, regeneration, and anti-oxidative effects were evaluated using extracts of leaves and stems of hydroponic ginseng. As results, collagen and fibriline biosynthesis, which are criterea for skin elasticity, were increased by 94% and 176% respectively, and cell regeneration, which is a criterion for skin regeneration, was increased by 45%.
Also, it was confirmed that they decrese the level of oxygen free radicals formed by UV up to 35%. In addition, whitening, anti-aging, and miosturizing efficacies of saponins found in leaves and stems of hydroponic ginsengs were evlauated, and the results were found to be statistically significant. Lastly, though whitening efficacy of non-saponin compounds found in leaves and stems of hydroponic ginsengs was evlauated, no compound was found to be significant.
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